Det er nu lykkedes et internationalt forskerhold fra universiteterne i Aarhus, Oregon og Kiel, at analysere grænsefladen mellem frøens tunge og frøens bytte – og det har givet spændende resultater: I samme øjeblik frøen trækker tungen tilbage, omstrukturerer proteiner i frøens spyt sig og gør spyttet klæbrigt.
De senere års forskning har vist, at frøernes effektive fangstteknik bygger på en kombination af særdeles bløde tunger og spyt, der bliver til lim, når det udsættes for tryk. Dvs. at spyttet, eller slimen i spyttet, ikke er klæbende i sig selv, men først bliver det i det øjeblik, der er brug for det – nemlig når frøens tunge har fat i byttet og trækker det ind i munden. De stærke g-kræfter giver netop det tryk, som gør slimen klæbrig.
Forskerne har analyseret frøers tungeaftryk med en særlig form for røntgenabsorptions-spektroskopi, NEXAFS (near edge x-ray absorption fine structure), som de amerikanske forskere selv har været med til at udvikle.
Teknologien gjorde det muligt at analysere de yderste 4-5 nanometer af tungeaftrykkene, og det viste sig, at nogle proteiner i slimen arrangerer sig i velordnede tråd-strukturer, såkaldte fibriller, så snart tungen begynder den bratte tilbagetur til frøens mund. Proteinerne er muciner, nogle særlige glykoproteiner, som blandt andet gør slim sej og vandbindende.
Forskerne skildrer, hvordan disse proteiners sekundære strukturer er tilfældigt arrangerede, lige indtil frøen trækker tungen tilbage. Når molekylerne arrangerer sig i fibriller, vender de hydrofile grupper indad mod frøens tunge, mens de hydrofobe grupper vender ud mod byttet. Og fordi fibrillerne vender i samme retning og ligger tæt sammen, kan de via Van der Waals kræfter skabe en elektrisk tiltrækning. Fibrillernes orientering har også den fordel, at den holder slimen fast på tungen.
– Det fysiske input – altså tungens tilbagetrækning – ændrer slimens kemi, og det er sådan, frøen tænder for limen, siger Joe E. Baio, som er hovedforfatter på artiklen og som er lektor i kemisk ingeniørvidenskab på Oregon State University.
Baggrunden for projektet er at skabe ny viden, der kan bruges til at udvikle biomimetiske materialer. Næste trin bliver at identificere den specifikke mucin-sekvens, så forskerne kan genskabe evnen til at slå klæbeevnen til og fra i kunstige, trykfølsomme klæbemidler.
Kilde: Via Ritzau|Aarhus Universitet: Science and Technology
